關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)的研究

劉莉芳

摘 要：近年來(lái)，新時(shí)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，讓機(jī)械設(shè)計(jì)在我國(guó)顯得尤為重要。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)而言，零件構(gòu)成合理性設(shè)計(jì)是其中的重中之重。之所以這樣說(shuō)，其原因主要在于，合理的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅能夠提高機(jī)械設(shè)計(jì)最終效率，而且提高機(jī)械使用性能?；诖耍哟髮?duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)研究尤為重要。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);零件構(gòu)成;合理性設(shè)計(jì)

引言：

隨著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的進(jìn)一步提升，機(jī)械設(shè)計(jì)逐漸顯得尤為重要。機(jī)械零件作為構(gòu)成機(jī)械的基礎(chǔ)性元件。在機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展中，如何制造出高精度的機(jī)械零件隨之成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)。零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)作為影響零件精確度高低的重要因素。從實(shí)際角度看可知，大部分機(jī)械制造業(yè)工廠在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中都沒有對(duì)零件結(jié)構(gòu)的合理性設(shè)計(jì)給予應(yīng)有的重視，導(dǎo)致機(jī)械最終設(shè)計(jì)效果不佳?；诖耍瑸樘岣邫C(jī)械設(shè)計(jì)效率，提高機(jī)械零件的精確度，就必須在設(shè)計(jì)的過(guò)程中加大對(duì)零件結(jié)構(gòu)合理性的設(shè)計(jì)及研究。針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中，零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)研究，本文首先將對(duì)零件設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析，其次再給出具體的設(shè)計(jì)方法，以供參考。

1.機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)的原則

在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，要想保證零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，就必須在設(shè)計(jì)時(shí)，遵循以下兩種原則。一種是，零件結(jié)構(gòu)需要與毛坯成形方法相適應(yīng)。因不同的毛坡成形工藝適用于不同結(jié)構(gòu)形狀的毛坯生產(chǎn)過(guò)程中。所以，從某種角度可理解為：毛坯成形工藝會(huì)對(duì)零件結(jié)構(gòu)合理性造成影響。在鑄造成形的過(guò)程中，可采用多種工藝將一些結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的零件生產(chǎn)出來(lái)，特別是在具有多變特征的芯子制造上。另外，縱觀整體可知，要想在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證設(shè)計(jì)的合理性，可通過(guò)空中結(jié)構(gòu)的充分利用來(lái)提升零件的剛性，并且降低零件鑄造中材料的消耗情況。針對(duì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的箱體時(shí)，在零件設(shè)計(jì)是，設(shè)計(jì)人員可利用焊接形式進(jìn)行。但在此過(guò)程中需要注意的是焊接中的箱體內(nèi)部不能過(guò)于復(fù)雜化，不然會(huì)提高整體焊接難度，造成最終成本增加。另一種是，需要符合整體性原則。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了保證機(jī)械工藝設(shè)計(jì)的合理性，首先需要做的是制定機(jī)械設(shè)計(jì)方案。在該方案的制定上，設(shè)計(jì)人員需嚴(yán)格遵守整體性原則，以機(jī)械制造工藝為出發(fā)點(diǎn)，保證各部件的合理性，從中制定多種機(jī)械設(shè)計(jì)方案，并在多種設(shè)計(jì)方案中選擇其中最有的一種方案執(zhí)行。以上就是機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)的原則，有關(guān)人員需要對(duì)其加以重視，促使機(jī)械零件設(shè)計(jì)效率提升。

2.機(jī)械設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)更合理性設(shè)計(jì)的具體方法

由上述可知，要想提高機(jī)械設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，就必須遵循零件結(jié)構(gòu)需與毛坯成形方法相適應(yīng)以及整體性這兩種原則。但在機(jī)械設(shè)計(jì)中，除了可通過(guò)遵循有關(guān)原則來(lái)實(shí)現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性之外，還從以下幾點(diǎn)實(shí)現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。（1）安全參數(shù)的合理設(shè)計(jì)。在安全參數(shù)的設(shè)計(jì)，為了保證安全參數(shù)的合理性，我們首先需要摒棄傳統(tǒng)普通安全系數(shù)法設(shè)計(jì)，而采用可靠性設(shè)計(jì)法進(jìn)行。之所以這樣說(shuō)，其原因主要在于：相對(duì)傳統(tǒng)普通安全系數(shù)法設(shè)計(jì)，可靠性設(shè)計(jì)法在應(yīng)用的過(guò)程高中，主要是以用戶的要求，以及設(shè)計(jì)情況為出發(fā)點(diǎn)，制定的一套科學(xué)合理設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)法的優(yōu)勢(shì)主要在于：能夠在兼顧設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時(shí)，在最大限度上節(jié)約加工材料與時(shí)間，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。而傳統(tǒng)普通安全系數(shù)法設(shè)計(jì)，由于設(shè)計(jì)理念過(guò)于傳統(tǒng)，所以，傳統(tǒng)普通安全系數(shù)法設(shè)計(jì)已經(jīng)不在符合新時(shí)代發(fā)展需求，而且不能實(shí)現(xiàn)對(duì)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。（2）提高零件加工的精確度。對(duì)于機(jī)械零件而言，精確度是衡量機(jī)械零件質(zhì)量的一大重要指標(biāo)。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了保證零件的精確度符合客戶血牛，在零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中就必須加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)方式的有效性應(yīng)用。具體做法如下：首先，需要對(duì)工具的測(cè)量方式進(jìn)行優(yōu)化。通常情況下，機(jī)械設(shè)計(jì)中的零件精確度均是由測(cè)量工具獲取，所以，測(cè)量工具自身的精確度尤為重要。也就是說(shuō)，若測(cè)量中，測(cè)量工具精度降低，零件產(chǎn)品最終所呈現(xiàn)出的精確參數(shù)也將變低。為避免機(jī)械設(shè)計(jì)中出現(xiàn)這一問(wèn)題，有關(guān)人員必須在零件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)合自身豐富的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)客戶需求，對(duì)測(cè)量工具進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以此來(lái)提升零件的精確度。其次，通過(guò)加工工具方式的改善提高零件精確度。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，夾具等工具的應(yīng)用對(duì)零件產(chǎn)品的精確參數(shù)有著直接影響?；诖耍瑸楸ＷC零件參數(shù)的精確度，以及零件結(jié)構(gòu)的合理性，就必須根據(jù)零件禪意，改變夾具等工具的方式，進(jìn)而提高工具與零件產(chǎn)品之間的契合度。最后，做好對(duì)誤差因素的有效控制。在機(jī)械制造中，由于應(yīng)力與切削磨損等的誤差參數(shù)同樣會(huì)影響到零件結(jié)構(gòu)的精確度，因此，在機(jī)械零件結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)有關(guān)因素采取與之相對(duì)應(yīng)的誤差因素控制方式避免該類誤差問(wèn)題出現(xiàn)。（3）減少零件加工面。在機(jī)械零件結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)中，為了從整體上降低零件加工量，提高加工效率，設(shè)計(jì)人員需進(jìn)一步降低加工面積。然而，經(jīng)研究調(diào)查可知，在實(shí)際工作中，因零件結(jié)構(gòu)定位問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員不得不在保證整個(gè)零件加工精確度提升的同時(shí)，對(duì)零件裝配進(jìn)行全面控制。長(zhǎng)期以往，自然會(huì)使得零件加工量與加工難度有所提升。為解決這類問(wèn)題，施工人員在加工前就需要對(duì)整個(gè)零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而將零件定位一個(gè)端面當(dāng)中，提高定位的合理性以及加工的精準(zhǔn)性。另外，在機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員還需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容。例如：不能在封交的內(nèi)表面上開展機(jī)械零件加工等。（4）對(duì)機(jī)械零件的尺寸與強(qiáng)度等進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。良好的機(jī)械零件尺寸與強(qiáng)度設(shè)計(jì)同樣是保證零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性的重要前提。在設(shè)計(jì)的過(guò)程高中，設(shè)計(jì)人員首先需要建立一個(gè)體積最小、重量最輕、成本較低的目標(biāo)函數(shù)。其次，需要根據(jù)幾何尺寸與剛度等設(shè)計(jì)要求，建設(shè)可靠的數(shù)字模型，然后在以此為依據(jù)從中求得最佳，最合理設(shè)計(jì)方案。以上就是機(jī)械設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)更合理性設(shè)計(jì)的具體方法，有關(guān)人員需要對(duì)其加以重視，進(jìn)而在保證機(jī)械零件結(jié)構(gòu)合理性的同時(shí)，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，隨著新時(shí)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性逐漸得到了人們的高度重視。通過(guò)上述對(duì)該方面內(nèi)容的深入研究可知，在機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了需要循序有關(guān)設(shè)計(jì)原則之外，還應(yīng)從減少零件加工面，以及合理設(shè)計(jì)安全參數(shù)等方面著手，提高零件結(jié)構(gòu)最終設(shè)計(jì)的合理性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李蘊(yùn)辰.機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中機(jī)械材料的選擇和應(yīng)用探討[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2019（18）：98.

[2]錢程.對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中機(jī)械材料的選擇和應(yīng)用分析[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2019（07）：157+159.

[3]楊勇強(qiáng)，楊立軍，盛強(qiáng).基于OBE理念的機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程監(jiān)控體制的構(gòu)建[J].新西部，2018（33）：145-146.

[4]明習(xí)鳳.淺析機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中機(jī)械材料的選擇和應(yīng)用[J].電子世界，2018（08）：81+83.

[5]朱耀武.關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中零件倒角問(wèn)題的研究[J].科技展望，2015，25（08）：68.